KR20200133544A - 이동 로봇 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇은, 카메라를 구비한 본체; 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 통신부; 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 본체를 선택된 일 영역으로 이동시키는 주행부; 및 본체의 위치인식기능을 이용하여 맵 상에서 본체의 위치를 인식하고, 인식된 위치에서 상카메라를 구동하여 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 제어부를 포함한다. 또, 제어부는, 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 그리고 본체의 위치와 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 일 영역 내 대상객체에 대한 치수정보를 산출하고, 산출된 치수정보와 획득된 이미지에 대응되는 정보를 단말로 전송하도록 통신부를 제어한다.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법{A MOVING ROBOT AND AN CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 자율주행과 카메라 촬영이 가능한 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.

청소기는 먼지와 이물질을 흡입하거나 걸레질을 통하여 청소 기능을 수행하는 장치이다. 일반적으로 청소기는 바닥에 대한 청소 기능을 수행하게 되며, 청소기는 이동을 위한 휠을 포함한다. 일반적으로 휠은 청소기 본체에 가해지는 외력에 의해 굴림되어 청소기 본체를 바닥에 대하여 이동시키도록 이루어진다.

그러나, 최근에는 사용자의 조작 없이 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 이동 로봇, 사용자의 조작에 의해 이동되는 노즐을 따라 스스로 이동하는 청소기 등과 같은 자율주행 청소기에 대한 연구가 활발해졌다.

이러한 이동 로봇은 최초에 모든 미지의 영역들을 탐색 및 이동하면서 청소를 수행한다. 그리고, 이후에는 탐색을 기초로 생성한 지도(map)에 기반하여 학습청소를 수행한다.

또, 이러한 이동 로봇은 자율주행하면서 일 공간에 대한 청소를 수행하기 위해 자신의 현재 위치나 주변 환경을 파악할 수 있도록 다양한 센서, 예를 들어 카메라 센서를 포함할 수 있다. 이러한, 이동 로봇은 영역을 탐색 및 이동하면서 카메라 센서를 이용하여 주변을 촬영하는 것이 가능하다.

한편, 공개특허문헌 10-201700134793에는, 카메라가 탑재된 장치를 이용하여 촬영된 영상을 통해, 수치입력없이 특정 객체의 사이즈 정보를 획득하는 방법이 제시되어 있다. 구체적으로, 규격이 알려진 기준물품(예, 15cm 자, 특정지폐 등)과 사이즈 정보를 알고 싶은 대상객체를 함께 촬영한 다음, 그 비율을 고려하여 대상객체의 실제 사이즈를 산출하는 방법이다.

이는, 대상객체의 사이즈 정보를 획득하기 위해 기준물품과 함께 촬영해야하는 제한이 있다. 또는, 레이저를 송출하는 포인터 등의 추가적인 하드웨어를 구비하여 대상객체까지의 거리정보를 계산 및 확인해야하므로, 추가적인 물품의 구비와 조작의 불편으로 인하여, 기능의 사용성이 저하된다.

이에, 본 발명의 일 목적은, 일 영역을 주행하면서 해당 영역에 존재하는 대상객체의 사이즈 정보를 간편하게 획득할 수 있는 이동 로봇 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은, 대상객체의 사이즈 정보를 획득하기 위하여 규격이 알려진 기준물품을 함께 촬영하거나 별도의 하드웨어가 추가될 필요 없이 맵 공간 내의 대상객체의 사이즈 정보를 산출할 수 있는 이동 로봇 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은, 맵 공간 상에서의 자기위치인식 기능과 자율주행기능과 같은 기존의 기능을 복합적으로 활용하여 맵 공간 내 다양한 객체들의 사이즈 정보를 산출할 수 있고, 그에 따라 공간 인테리어의 시뮬레이션 적용으로 확장시킬 수 있는 이동 로봇 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 카메라를 구비한 본체; 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 통신부; 상기 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 본체를 상기 일 영역으로 이동시키는 주행부; 및 상기 본체의 위치인식기능을 이용하여 상기 맵 상에서 본체의 위치를 인식하고, 인식된 위치에서 상기 카메라를 구동하여 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 제어부를 포함한다. 또, 상기 제어부는, 상기 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 상기 인식된 위치 및 상기 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 상기 일 영역 내 대상객체에 대한 치수정보를 산출하고, 산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 단말은, 상기 산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지와 관련된 정보가 전송되면, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지를 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 본체의 위치를 조정하고, 조정된 위치에서 상기 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 이미지의 획득시, 상기 본체의 촬영위치가 상기 맵 상에 표시되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 맵 상에서 상기 대상객체의 좌표정보와 상기 본체의 위치인식기능을 이용하여, 상기 본체와 상기 대상객체 간에 정해진 이격거리를 갖도록 본체를 이동시키고, 이동된 위치에서 상기 카메라를 구동하여 상기 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖는 촬영위치로 이동할 수 없는 것으로 감지되면, 기설정된 기준에 따라 상기 본체를 이동하며 촬영위치를 재탐색하고, 상기 재탐색된 촬영위치와 상기 대상객체 간의 변경된 거리정보를 상기 치수정보의 산출에 적용시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어부는, 본체의 제1위치에서 촬영한 제1이미지와 본체의 제2위치에서 촬영한 제2이미지를 순서대로 획득하고, 획득된 제1 및 제2이미지에 포함된 대상객체의 픽셀차이와 상기 제1 및 제2위치별 상기 대상객체 간의 거리정보의 차이에 근거하여 상기 대상객체에 대한 치수정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 단말에, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지가 디스플레이된 상태에서, 상기 공간 이미지상의 다른 객체에 터치입력이 가해지면, 상기 대상객체에 표시되었던 치수정보와 상기 다른 객체의 픽셀정보를 기초로 산출된 상기 다른 객체에 대한 치수정보가 표시되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇의 객체 치수정보 획득 방법은, 이동 로봇이, 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 단계; 단말에 표시된 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 이동 로봇이 상기 일 영역으로 이동하는 단계; 이동 로봇의 위치인식기능을 이용하여, 상기 맵 상에서 이동 로봇의 위치를 인식하고, 인식된 위치에서 이동 로봇의 카메라를 구동하여 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 상기 인식된 위치 및 상기 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 상기 대상객체에 대한 치수정보를 산출하는 단계; 및 산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보를 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 방법은, 산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보가 상기 단말로 전송되면, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지를 단말의 터치스크린에 디스플레이단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 이미지를 획득하는 단계는, 이동 로봇이 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 이동 로봇의 위치를 이동하고, 이동된 위치를 촬영위치로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 방법은, 단말에, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지가 디스플레이된 상태에서, 상기 공간 이미지의 다른 객체에 터치입력이 가해지는 것을 감지하는 단계; 및 상기 감지에 응답하여, 상기 대상객체에 표시된 치수정보와 상기 다른 객체의 픽셀정보를 기초로 산출된 상기 다른 객체에 대한 치수정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇 및 그것의 제어방법에 의하면, 단말과 통신하여 맵 공간에서 사용자가 지정한 영역으로 스스로 이동한 다음, 대상객체로부터 일정속도로 주행한 위치에서 촬영을 수행하여 획득된 영상의 픽셀정보에 기초하여 대상객체에 대한 사이즈 정보를 쉽고 간편하게 획득할 수 있다.

사용자는, 단말을 이용하여 특정 영역 및/또는 대상객체를 선택하기만 하면, 이동 로봇이 촬영 대상 및 촬영 위치를 스스로 결정하고 이를 위한 주행제어 후 촬영을 수행하므로, 해당 기능의 사용성 향상에 크게 기여할 수 있다.

또한, 사용자는 단말을 통해서, 원격에서도 집안 내부 공간의 특정 대상객체나 대상영역의 사이즈 정보를 빠르게 획득할 수 있고, 공간 인테리어 시뮬레이션으로 확장 적용이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동 로봇의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이동 로봇의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동 로봇이 단말기, 서버와 통신하는 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 객체 치수정보 획득방법을 구체적으로 설명하기 위한 대표 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6의 흐름도의 각 과정을 구체적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇이 객체 치수정보를 획득하기 위해 촬영위치를 변경하는 방법의 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇에서 산출된 객체의 치수정보와 획득된 이미지를 근거로, 단말을 이용하여 일 영역과 관련된 치수정보를 빠르게 획득하는 것을 보여주는 다양한 실시 예들이다.

이하, 본 발명에 관련된 이동 로봇에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.

먼저, 본 발명에 개시된 "이동 로봇"은, 자율주행이 가능한 '로봇', '이동 로봇'와 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 혼용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

또, 본 발명에 개시된 "이동 로봇"은 '이동 로봇' 외에 일정 공간을 자율주행하는 모든 '로봇'에 광범위하게 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동 로봇(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 이동 로봇(100)의 측면도이다.

본 명세서에서 이동 로봇, 이동 로봇 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이동 로봇(100)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는, 바닥의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것이 포함된다.

이동 로봇(100)는 청소기 본체(110), 청소 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함할 수 있다.

청소기 본체(110)에는 이동 로봇(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 또한, 청소기 본체(110)에는 이동 로봇(100)의 주행을 위한 휠 유닛(111)이 구비된다. 휠 유닛(111)에 의해 이동 로봇(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.

도 3을 참조하면, 휠 유닛(111)은 메인 휠(111a) 및 서브 휠(111b)을 포함한다.

메인 휠(111a)은 청소기 본체(110)의 양측에 각각 구비되어, 제어부의 제어 신호에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 각각의 메인 휠(111a)은 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 메인 휠(111a)은 서로 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다. 또는, 하나의 모터에 구비된 복수의 서로 다른 축에 의해서 구동될 수 있다.

서브 휠(111b)은 메인 휠(111a)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 메인 휠(111a)에 의한 이동 로봇(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다. 이러한 서브 휠(111b)은 후술하는 청소 유닛(120)에도 구비될 수 있다.

제어부는 휠 유닛(111)의 구동을 제어함으로써, 이동 로봇(100)는 바닥을 자율 주행하도록 이루어진다.

한편, 청소기 본체(110)에는 이동 로봇(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 장착된다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 청소기 본체(110)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.

도 1에서, 청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하거나 또는 걸레질을 할 수 있다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.

본 도면에서는, 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측방으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 청소 유닛(120)의 전단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 청소 유닛(120)의 좌우 양단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.

청소기 본체(110)가 원형으로 형성되고, 청소 유닛(120)의 후단부 양측이 청소기 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 청소 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 이동 로봇(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.

상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 이동 로봇(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버부재(129)가 상기 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.

커버부재(129)는 청소기 본체(110) 또는 청소 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 청소 유닛(120)의 후단부 양측에 각각 커버부재(129)가 돌출 형성되어, 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치된 것을 보이고 있다.

커버부재(129)는 상기 빈 공간, 즉 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 간의 빈 공간의 적어도 일부를 메우도록 배치된다. 따라서, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 것이 방지되거나, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이더라도 장애물로부터 용이하게 이탈 가능한 구조가 구현될 수 있다.

청소 유닛(120)에서 돌출 형성된 커버부재(129)는 청소기 본체(110)의 외주면에 지지될 수 있다.

만일, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)에서 돌출 형성되는 경우라면, 커버부재(129)는 청소 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 청소기 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 있다.

청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)로 분리되면, 분리된 청소 유닛(120)을 대체하여 걸레 모듈(미도시)이 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

따라서, 사용자는 바닥의 먼지를 제거하고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 청소 유닛(120)을 장착하고, 바닥을 닦고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.

청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)에 장착시, 상술한 커버부재(129)에 의해 상기 장착이 가이드될 수 있다. 즉, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치됨으로써, 청소기 본체(110)에 대한 청소 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.

청소 유닛(120)에는 캐스터(castor, 123)가 구비될 수 있다. 캐스터(123)는 이동 로봇(100)의 주행을 보조하고, 또한 이동 로봇(100)를 지지하도록 이루어진다.

청소기 본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)이 위치하는 청소기 본체(110)의 일측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽에 배치될 수 있다.

센싱 유닛(130)은 청소기 본체(110)의 상하 방향으로 청소 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)의 상부에 배치되어, 이동 로봇(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.

센싱 유닛(130)은 이러한 감지 기능 외의 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성될 수 있다.

예로써, 센싱 유닛(130)은 주변의 영상을 획득하기 위한 카메라(131)를 포함할 수 있다. 카메라(131)는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라(131)는 청소기 본체(110) 주변의 영상을 제어부가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 상기 제어부가 청소기 본체(110)의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.

또한, 센싱 유닛(130)은 이동 로봇(100)의 주행 면상 또는 주행 경로 상의 벽체, 가구, 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 배터리 충전을 수행하는 도킹 기기의 존재를 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 천장 정보를 감지하여서, 이동 로봇(100)의 주행 구역 또는 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.

청소기 본체(110)에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다.

또한, 먼지통(140)에는 먼지통(140)을 덮는 먼지통 덮개(150)가 구비된다. 일 실시예로, 먼지통 덮개(150)는 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성될 수 있다. 먼지통 덮개(150)는 먼지통(140) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(140)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 먼지통 덮개(150)가 먼지통(140)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(150)에 의해 먼지통(140)이 청소기 본체(110)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.

먼지통(140)의 일부는 먼지통 수용부(113)에 수용되되, 먼지통(140)의 다른 일부는 청소기 본체(110)의 후방(즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R))을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.

먼지통(140)에는 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 청소기 본체(110)에 먼지통(140)의 장착시 상기 입구와 출구는 본체(110)의 내측벽에 형성된 개구(155)를 통해 연통되도록 구성된다. 이에 의하여, 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로와 배기유로가 형성될 수 있다.

이러한 연결관계에 따라, 청소 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로를 거쳐, 먼지통(140)으로 유입되고, 먼지통(140)의 필터 내지는 사이클론을 거치면서 공기와 먼지가 상호 분리된다. 먼지는 먼지통(140)에 집진되며, 공기는 먼지통(140)에서 배출된 후 청소기 본체(110) 내부의 배기유로를 거쳐 최종적으로 배기구(112)를 통하여 외부로 배출된다.

이하의 도 4에서는 이동 로봇(100)의 구성요소와 관련된 일 실시예가 설명된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇(100) 또는 이동 로봇은, 통신부(1100), 입력부(1200), 주행부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800), 청소부(1900) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

이때, 도 4에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 로봇이 구현될 수 있음은 물론이다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 설명되는 복수의 이동 로봇은 이하에서 설명된 구성요소들 중 일부만 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 이동 로봇이 각각 서로 다른 구성요소로 이루어질 수 있다.

이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 이동 로봇에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 이동 로봇이 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.

이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(1500)은 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 출력부(1500)에 표시할 수 있다.

배터리는 이동 로봇 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.

제어부(1800)는, 인공 지능 기술에 기반하여 정보들을 처리하는 역할을 수행하는 것으로, 정보의 학습, 정보의 추론, 정보의 지각, 자연 언어의 처리 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

제어부(1800)는 머신 러닝(machine running) 기술을 이용하여, 청소기 내에 저장된 정보, 이동 단말기 주변의 환경 정보, 통신 가능한 외부 저장소에 저장된 정보 등 방대한 양의 정보(빅데이터, big data)를 학습, 추론, 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그리고, 제어부(1800)는 상기 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 상기 적어도 하나의 예측된 동작들 중 실현성이 가장 높은 동작이 실행되도록 청소기를 제어할 수 있다.

머신 러닝 기술은 적어도 하나의 알고리즘에 근거하여, 대규모의 정보들을 수집 및 학습하고, 학습된 정보를 바탕으로 정보를 판단 및 예측하는 기술이다. 정보의 학습이란 정보들의 특징, 규칙, 판단 기준 등을 파악하여, 정보와 정보 사이의 관계를 정량화하고, 정량화된 패턴을 이용하여 새로운 데이터들을 예측하는 동작이다.

머신 러닝 기술이 사용하는 알고리즘은 통계학에 기반한 알고리즘이 될 수 있으며, 예를 들어, 트리 구조 형태를 예측 모델로 사용하는 의사 결정 나무(decision tree), 생물의 신경 네트워크 구조와 기능을 모방하는 인공 신경망(neural network), 생물의 진화 알고리즘에 기반한 유전자 프로그래밍(genetic programming), 관측된 예를 군집이라는 부분집합으로 분배하는 군집화(Clustering), 무작위로 추출된 난수를 통해 함수값을 확률로 계산하는 몬테카를로 방법(Monter carlo method) 등이 될 수 있다.

머신 러닝 기술의 한 분야로써, 딥러닝 기술은 인공 신경망(Deap Neuron Network, DNN) 알고리즘을 이용하여, 정보들을 학습, 판단, 처리 중 적어도 하나를 수행하는 기술이다. 인공 신경망(DNN)은 레이어와 레이어 사이를 연결하고, 레이어와 레이어 사이의 데이터를 전달하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 딥러닝 기술은 병렬 연산에 최적화된 GPU(graphic processing unit)를 이용하여 인공 신경망(DNN)을 통하여 방대한 양의 정보를 학습할 수 있다.

제어부(1800)는 외부의 서버 또는 메모리에 저장된 트레이닝 데이터를 이용하며, 소정의 물체를 인식하기 위한 특징을 검출하는 학습 엔진을 탑재할 수 있다. 이때, 물체를 인식하기 위한 특징에는 물체의 크기, 형태 및 음영 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 제어부(1800)는 청소기에 구비된 카메라를 통해 획득된 영상 중 일부를 학습 엔진에 입력하면, 상기 학습 엔진은 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다.

이와 같이, 학습 엔진을 청소기의 주행에 적용하는 경우, 제어부(1800)는 청소기의 주행에 방해되는 의자 다리, 선풍기, 특정 형태의 발코니 틈과 같은 장애물이 청소기 주변에 존재하는지 여부를 인식할 수 있으므로, 청소기 주행의 효율 및 신뢰도를 높일 수 있다.

한편, 위와 같은 학습 엔진은 제어부(1800)에 탑재될 수도 있고, 외부 서버에 탑재될 수도 있다. 학습 엔진이 외부 서버에 탑재된 경우, 제어부(1800)는 분석의 대상인 적어도 하나의 영상을 상기 외부 서버로 전송하도록 통신부(1100)를 제어할 수 있다.

외부 서버는 청소기로부터 전송받은 영상을 학습 엔진에 입력함으로서, 해당 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다. 아울러, 외부 서버는 인식결과와 관련된 정보를 다시 청소기로 전송할 수 있다. 이때, 인식결과와 관련된 정보는 분석의 대상인 영상에 포함된 객체의 개수, 각 개체의 이름과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

한편, 주행부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 좌, 우측 주바퀴는 독립적으로 움직일 수 있다. 주행부(1300)는 이동 로봇의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.

한편, 입력부(1200)는 사용자로부터 이동 로봇에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(1200)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(1200)는 확인버튼, 설정버튼 등을 포함할 수 있다. 확인버튼은 감지 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 맵 정보를 확인하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이다.

또한, 입력부(1200)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼, 충전대로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼 등을 포함할 수 있다.

또한, 입력부(1200)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.

한편, 출력부(1500)는, 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.

또한, 출력부(1500)는, 센싱부(1400)가 검출한 이동 로봇 내부의 상태 정보, 예를 들어 이동 로봇에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 센싱부(1400)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(1500)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

출력부(1500)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.

이때, 음향 출력 수단(미도시)은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(1500)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 이동 로봇은 출력부(1500)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(1100)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.

메모리(1700)는 이동 로봇을 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.

상기 메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.

한편, 센싱부(1400)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외부 신호 감지 센서는 이동 로봇의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.

이동 로봇은 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 이동 로봇은 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 전방, 구체적으로 이동 로봇의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 이동 로봇의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다.

전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 이동 로봇은 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.

일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(1800)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(1800)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.

일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 이동 로봇의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 이동 로봇의 전면에 설치될 수 있다.

즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.

또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.

일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.

적외선 센서는 초음파 센서와 함께 이동 로봇의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 이동 로봇은 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.

한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 이동 로봇의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.

즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 이동 로봇의 배면에 설치되되, 이동 로봇의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 이동 로봇의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.

일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 이동 로봇의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.

예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.

PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.

PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.

청소부(1900)는 제어부(1800)로부터 전달되는 제어명령에 따라, 지정된 청소 영역을 청소한다. 청소부(1900)는 지정된 청소 영역의 먼지를 비산시키는 브러쉬(미도시)를 통해 주변의 먼지를 비산시킨 다음, 흡입 팬 및 흡입 모터를 구동하여 비산된 먼지를 흡입한다. 또한, 청소부(1900)는 구성의 교체에 따라 지정된 청소 영역에 걸레질을 수행할 수도 있다.

또한, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.

한편, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.

다른 예로, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 이동 로봇의 들림 현상을 판단할 수도 있다.

한편, 2차원 카메라 센서는, 이동 로봇의 일면에 구비되어, 이동 중 본체 주변과 관련된 이미지 정보를 획득한다.

옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(1700)에 저장될 수 있다.

또한, 하나 이상의 광원이 옵티컬 플로우 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 이동 로봇이 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 이동 로봇이 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.

옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 옵티컬 플로우 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 이동 로봇의 위치를 산출할 수 있다. 옵티컬 플로우 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(1800)는 다른 수단에 의해 산출한 이동 로봇의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.

3차원 카메라 센서는 이동 로봇의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.

즉, 3차원 카메라 센서는 이동 로봇과 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.

구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.

일 실시예에서 3차원 카메라 센서는 기존의 2차원 영상을 획득하는 카메라를 2개 이상 구비하여, 상기 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합하여, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 실시예에 따른 3차원 카메라 센서는 본체의 전방을 향해 하측으로 제1 패턴의 광을 조사하는 제1 패턴 조사부와, 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제2 패턴의 광을 조사하는 제2 패턴 조사부 및 본체의 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 영상 획득부는 상기 제1 패턴의 광과 상기 제2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득할 수 있다.

또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 적외선 패턴을 조사하는 적외선 패턴 방출부를 구비하고, 적외선 패턴 방출부에서 조사된 적외선 패턴이 피촬영 대상체에 투영된 모양을 캡쳐함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 IR(Infra Red) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.

또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 빛을 방출하는 발광부를 구비하고, 발광부에서 방출되는 레이저 중 피촬영 대상체로부터 반사되는 일부를 수신하며, 수신된 레이저를 분석함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.

구체적으로, 위와 같은 3차원 카메라 센서의 레이저는 적어도 일방향으로 연장된 형태의 레이저를 조사하도록 구성된다. 일 예에서, 상기 3차원 카메라 센서는 제1 및 제2 레이저를 구비할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 서로 교차하는 직선 형태의 레이저를 조사하고, 제2 레이저는 단일의 직선 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따르면, 최하단 레이저는 바닥 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용되고, 최상단 레이저는 상부의 장애물을 감지하는 데에 이용되며, 최하단 레이저와 최상단 레이저 사이의 중간 레이저는 중간 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용된다.

한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.

통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.

또한, 통신부(1100)는 특정 영역 또는 일정 범위 내에 위치한 다른 이동 로봇(100)와 통신할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 이동 로봇이 단말기, 서버와 통신하는 모습을 보인 것이다. 본 발명에 따른 이동 로봇(100)은 네트워크 통신을 통해 단말기(200)와 서로 데이터를 주고 받을 수 있다. 또, 이동 로봇(100)은 네트워크 통신 또는 다른 통신을 통해 단말기(200)로부터 수신되는 제어명령에 따라 제초 관련 동작을 수행하거나 또는 대응되는 동작을 수행할 수 있다.

여기에서, 상기 네트워크 통신은 WLAN(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등과 같은 무선 통신 기술 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.

도시된 네트워크 통신은 이동 로봇의 통신방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.

도 5에서, 이동 로봇(100)은 각각의 센싱 유닛을 통해 센싱된 정보를 네트워크 통신을 통해 단말기(200)에 제공할 수 있다. 또, 단말기(200)는 수신된 정보를 기초로 생성된 제어명령을 네트워크 통신을 통해 이동 로봇(100)에 전달할 수 있다.

한편, 단말기(200)는 사용자에 의해 조작되어, 이동 로봇(100)의 주행과 관련된 동작을 제어하기 위한, 컨트롤러, 리모콘, 원격 제어기, 또는 단말기로 명명될 수 있다. 이를 위해, 상기 단말기(200)에는 이동 로봇(100)의 주행과 관련된 동작을 제어하기 위한 애플리케이션이 설치될 수 있고, 사용자 조작을 통해 해당 애플리케이션이 실행될 수 있다.

또, 도 5에서, 이동 로봇(100)의 통신부와 단말기(200)의 통신부가 직접 무선 통신하거나 다른 공유기(미도시) 등을 매개로 간접 무선 통신하여, 이동 로봇의 주행 동작과 관련된 정보 및 서로의 위치 정보 등을 파악할 수 있다.

또한, 이동 로봇(100), 서버(300), 및 단말기(200)는 네트워크를 통해 서로 연결되어 서로 데이터를 교환할 수 있다.

예를 들어, 서버(300)는 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)와 데이터를 교환하여, 이동 로봇(100)에 대하여 설정된 경계와 관련된 정보, 설정된 경계에 근거한 맵(map) 정보, 및 맵(map)상의 장애물 정보를 등록할 수 있다. 또, 서버(300)는, 요청에 따라, 등록된 정보를 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)에 제공해줄 수 있다.

서버(300)는 단말기(200)를 통해 직접 무선 연결될 수 있다. 또는, 서버(300)는 단말기(300b)를 통하지 않고 이동 로봇(100)과 연결될 수도 있다.

서버(300)는 프로그램 처리가능한 프로세서를 포함할 수 있으며, 각종 알고리즘을 구비할 수 있다. 예로서, 서버(300)는 머신 러닝(machine learning) 및/또는 데이터 마이닝(data mining)의 수행과 관련된 알고리즘을 구비할 수 있다. 또 예로써, 서버(300)는, 음성 인식 알고리즘을 구비할 수 있다. 이러한 경우, 음성 데이터 수신시, 수신되는 음성 데이터를, 텍스트 형식의 데이터로 변환하여, 출력할 수 있다.

서버(300)는, 이동 로봇(100)에 대한 펌웨어 정보, 운전 정보(코스 정보 등)를 저장하고, 이동 로봇(100)에 대한 제품 정보를 등록할 수 있다. 예를 들어, 서버(300)는, 청소기 제조자가 운영하는 서버이거나 또는 공개된 애플리케이션 스토어 운영자가 운영하는 서버일 수 있다.

한편, 이동 로봇이 주행하는 일 공간에 대한 맵은 미리 생성될 수 있다. 이동 로봇은 미리 생성된 맵을 기초로 일 공간에 대한 주행경로를 계획하고 맵 에서 자신의 위치를 파악할 수 있다. 이러한 맵은, 이동 로봇의 주행 이력과 이동 로봇에서 감지된 장애물 정보 등에 따라 업데이트될 수 있다.

또, 이동 로봇은 본체 외측에 카메라를 구비하여, 맵에 기반하여 주행하는 동안 촬영된 주변 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 이미지는 전술한 맵을 생성 또는 업데이트하는데 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 외측에 구비된 카메라와 맵에 기반한 주행 기능을 활용하여, 이동 로봇이 주행하는 일 영역 내에 존재하는 특정 물체의 사이즈 정보를 획득하는 것이 가능하다.

구체적으로, 본 발명에 따른 이동 로봇(100)은, 이동 로봇의 주행과 이미지에 근거하여, 일 공간 내에 존재하는 객체의 치수정보를 획득하기 위해, 상기 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 무선 통신할 수 있다. 이동 로봇(100)은 단말에 표시된 맵에서 일 영역이 선택되면, 그에 대응되는 신호를 수신하여, 선택된 영역에 대응되는 위치로 본체를 이동시킬 수 있다.

이동 로봇(100)은 자기위치인식기능을 이용하여 맵 상에서 현재 자신의 위치를 인식할 수 있고, 인식된 위치에서 본체에 구비된 카메라를 구동하여 이동한 일 영역에 대하여 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다.

이와 같이 일 영역에 대한 이미지가 획득되면, 이동 로봇(100)은, 일 영역에 존재하는 대상객체에 대한 치수정보를 산출하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 이동 로봇(100)의 제어부는, 상기 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 이동 로봇(100)의 현재 위치에서 대상객체까지의 거리정보에 근거하여, 상기 일 영역 내에 존재하는 대상객체에 대한 치수정보를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 치수정보는 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보와 함께 통신중인 단말로 전송된다. 그러면, 단말에서는 수신된 치수정보와 획득된 이미지를 디스플레이부를 통해 디스플레이할 수 있다. 그에 따라, 사용자는 일 영역과 떨어진 거리에서 단말을 이용하여 상기 일 영역 내 특정 객체의 치수정보를 간편하게 확인할 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇에서, 일 영역 내에 존재하는 객체의 치수정보를 획득하는 방법의 과정을 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 6을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 이동 로봇(100)이 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 단계가 개시된다(S10).

여기에서, 상기 맵(map)의 종류에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 상기 맵은 장애물 맵일 수도 있고 특징 맵(SLAM, Simultaneous localization and mapping)일 수도 있다.

상기 맵이 장애물인 맵인 겨우, 장애물 맵은, 지정된 공간에서의 작업 이력(예, 청소 동작)과 이동 로봇의 위치 좌표를 기준으로 생성된다. 장애물 맵은, 특정 공간의 영역 관련 정보(예, 영역의 형상, 벽의 위치, 바닥의 높낮이, 문/문턱의 위치 등), 청소기의 위치 정보, 충전 스테이션의 위치 정보, 그리고 특정 공간 내에 존재하는 장애물에 관한 정보(예, 장애물의 위치, 크기 등)를 포함할 수 있다. 여기서, 장애물은 청소영역의 바닥으로부터 돌출되어 청소기의 주행을 방해하는 벽(wall), 가구, 집기 등의 고정 장애물과 움직이는 이동 장애물뿐만 아니라, 낭떠러지(cliff)도 포함할 수 있다.

또, 상기 장애물 맵은 지정된 실제 공간의 형상과 동일하며, 평면도 실측값을 기초로 실제 공간과 동일한 스케일로 생성될 수 있다. 이러한 장애물 맵은 일 공간에 대한 2D 또는 3D 영상 또는 그리드 맵 형태로 구현될 수 있으며, 단말(200)에도 이러한 형태로 표시될 수 있다.

또, 상기 맵이 특징 맵(SLAM, Simultaneous localization and mapping)인 경우, 상기 특징 맵은, 상기 이동 로봇이 일 공간을 주행하며 본체에 부착된 센서(예, 이미지 센서, 레이저 센서 등)만으로 자신의 위치를 계측하며 동시에 해당 공간의 환경에 대해 작성한 지도이다. 이러한 특징 맵은 과거에 적어도 한번 이상 주행된 적이 있는 지정된 공간에 대하여, 실제 주행경로를 기초로 주행 가능한 지형인지에 따라 생성된 격자지도인 장애물 지도와 구분된다.

또한, 상기 맵은 예를 들어 이동 로봇(100)에 의해 생성된 것일 수도 있고, 외부 서버를 통해 제공된 것일 수도 있다. 또한, 상기 맵은, 맵 공간에 대한 좌표정보를 제공하며, 그에 따라 맵 공간 내에서 거리에 따른 물체의 크기 정보를 획득하도록 구현될 수 있다.

맵이 표시된 단말과 이동 로봇(100) 간의 통신은 네트워크 통신을 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 네트워크 통신은 WLAN(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등과 같은 무선 통신 기술 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.

다음, 단말에 표시된 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 이동 로봇이 상기 선택된 일 영역으로 이동한다(S20).

이를 위해, 단말(200)과 이동 로봇(100) 간의 통신이 수행되면, 상기 이동 로봇(100)은 단말(200)의 디스플레이부에 표시된 맵 화면에서 선택된 위치에 대응되는 실제 공간 상에서의 좌표정보를 수신하여 해당 위치를 인식할 수 있다. 또, 상기 이동 로봇(100)은 단말(200)을 통해 지정된 위치에 대응되는 좌표정보(이하, '선택된 좌표정보')로 이동하기 위해, 자신의 현재 위치에 대응되는 좌표정보(이하, '이동로봇의 좌표정보')를 인식할 수 있다.

또한, 이동 로봇의 제어부는, 이동로봇의 좌표정보에서 선택된 좌표정보로 이동하기 위한 주행경로를 설정할 수 있다. 또, 이와 같이 설정된 주행경로를 따라 주행하는 동안 본체에 구비된 센서를 통해 장애물 등이 감지되면, 설정된 주행경로를 변경하여 선택된 좌표정보로 이동할 수 있다.

또, 상기 일 영역의 선택은, 상기 일 영역 내에 존재하는 대상객체를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 대상객체는 이동 로봇(100)을 이용하여 수치정보가 획득되는 대상물을 의미한다. 일 예에서, 대상객체의 선택 없이 일 영역만 선택된 경우에는, 해당 일 영역 내의 임의의 객체를 대상객체로 설정하거나 또는 기 설정된 기준에 따라(크기가 가장 큰 것, 가운데 위치한 것 등) 선택된 대상물이 대상객체로 선택될 수 있을 것이다.

이와 같이, 이동 로봇이 선택된 좌표정보를 목표로 이동하는 동안 산출된 이동 로봇의 현재 위치에 대응되는 좌표정보, 즉 이동로봇의 좌표정보가 단말로 전송될 수 있다. 단말에서는 수신된 이동로봇의 좌표정보를 실시간으로 디스플레이할 수 있다. 그에 따라, 사용자는 이동 로봇이 선택된 좌표정보에 대응되는 위치로 맞게 이동하고 있는지를 시각적으로 확인할 수 있다.

이동 로봇은 본체의 위치인식기능을 이용하여, 맵의 일 영역 내에서 이동 로봇의 현재 위치를 인식한다(S30). 이때에는, 상기 선택된 좌표정보로 이동하면서 자신의 현재 위치를 인식하는 경우 보다 정밀한 좌표값이 인식될 수 있다. 이를 위해, 단계(s20)에서 사용되었던 센서의 개수보다 더 많은 센서의 개수가 사용되거나 또는 다른 센서(예, IMU 센서 등)가 추가로 활성화될 수 있다.

이와 같이 상기 선택된 좌표정보에 대응되는 위치로 이동한 후, 상기 이동 로봇의 현재 위치가 일 영역에 포함된 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 위치 조정될 수 있다. 이를 위해, 이동 로봇은 정해진 주행속도와 주행방향으로 이동을 수행할 수 있다.

구체적으로, 상기 이동 로봇(100)은, 일 영역 내에서 자신의 현재 위치를 파악하고, 일 영역의 대상객체와 정해진 이격거리를 형성하도록 본체를 이동시킬 수 있다. 여기에서, 상기 정해진 이격거리는 적어도 대상객체가 카메라의 화각범위 내에 모두 포함되어야한다. 또, 상기 정해진 이격거리는 상기 맵을 통해 제공되는 좌표정보에 기초하여, 상기 대상객체를 포함하는 공간의 사이즈가 카메라의 화각범위 내에 포함되도록 형성되는 것이 좋을 것이다.

따라서, 상기 정해진 이격거리는 이동 로봇에 설치된 카메라의 위치, 카메라의 화각범위, 공간의 크기, 대상객체의 크기 및 위치에 따라 다르게 설정될 수 있을 것이다. 이를 위해, 상황별 이격거리의 크기가 테이블 등의 형태로 단말/이동 로봇의 메모리에 미리 저장될 수 있다.

이와 같이 상기 일 영역 내의 대상객체와 정해진 이격거리가 형성되면, 상기 이동 로봇은 인식된 위치에서 이동 로봇의 카메라를 구동하여 일 영역에 대한 이미지를 하나 이상 획득한다(S40).

일 예에서는, 이동 로봇이 정해진 이격거리를 두기 이전에 촬영한 제1이미지와 정해진 이격거리를 형성하도록 이동한 위치에서 촬영한 제2이미지를 함께 획득하도록 구현할 수 있다. 또 다른 예에서는, 이동 로봇이 대상객체에 근접한 위치에서 동영상을 촬영하여 정해진 이격거리를 형성한 위치에서 종료하도록 구현한 다음, 주행속도 대비 대상객체의 크기 변화율을 확인하도록 구현할 수 있다.

이와 같이 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 상기 인식된 이동 로봇의 위치 및 상기 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 이동 로봇의 제어부는 영역 내 대상객체에 대한 치수정보를 산출할 수 있다(S50).

구체적으로, 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 가로*세로 픽셀의 크기와 획득된 이미지상에서 이동로봇이 대상객체로부터 이격된 거리의 픽셀 수를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 대상객체의 실제 치수정보(예, 가로, 세로, 높이 등)를 획득할 수 있다.

또한, 일 예에서는 대상객체의 치수정보를 보다 정확하게 획득하기 위해, 상기 치수정보의 산출 후, 상기 이동 로봇의 현재위치와 대상객체가 가상의 평행선을 형성하는 방향으로 일정 거리 이동한 후, 다시 전술한 단계 S40 및 S50과정을 반복할 수 있다.

이때, 대상객체의 조건에 따라 상기와 같은 과정의 반복 횟수가 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 대상객체의 형상이 복잡하거나 확인할 치수정보가 많은 경우이면, 상기 반복 횟수가 더 증가하도록(예, 4~5회) 구현될 수 있다.

추가로, 상기 이동 로봇은 산출된 치수정보와 획득된 이미지에 대응되는 정보를 단말로 전송한다(S60). 또, 이와 같이 이동 로봇에 의해 산출된 치수정보와 획득된 이미지에 대응되는 정보를 수신한 단말에서는, 획득된 공간 이미지를 화면에 디스플레이하고, 대상객체의 이미지에는 상기 산출된 치수정보가 표시되도록 할 수 있다.

한편, 일 예에서는, 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 공간 이미지의 획득시, 이동 로봇의 촬영위치가 상기 단말의 맵 상에 표시될 수 있다. 이와 같이 이동 로봇의 촬영 위치가 시각적으로 표시됨에 따라, 사용자는 촬영 위치를 직관할 수 있으며 복수의 촬영위치를 추가로 설정하는 것이 용이해진다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 번거로운 조작이나 추가적인 하드웨어를 구비하지 않고, 맵을 사용하여 자율주행하는 이동 로봇의 촬영기능을 이용하여 원격에서 실내에 존재하는 대상물의 치수정보를 용이하게 획득할 수 있다. 나아가, 이러한 기능을 공간 인테리어의 시뮬레이션 적용으로 확장시킬 수 있다.

이하, 도 7a 내지 도 7d를 참조하여, 도 6의 동작 과정을 구체적인 예시를 들어 설명하겠다.

먼저 도 7a를 참조하면, 이동 로봇과 통신하는 단말의 터치 스크린(251)에 일 공간에 대한 맵(701)이 표시된다. 상기 맵(701)은 일 공간에 대한 좌표정보를 포함한다.

상기 이동 로봇(100)은 맵(701)에서 자신의 현재 위치를 인식할 수 있다. 또, 상기 이동 로봇은 맵(701)에서 제공되는 좌표정보를 기초로 거리정보를 획득할 수 있고, 거리에 따른 크기/치수정보를 산출하는 것이 가능하도록 구현된다.

표시된 맵(701)에는 이동 로봇의 현재 위치(P1)가 표시될 수 있다. 이를 위해, 이동 로봇(100)은 무선 통신하는 단말로 자신의 현재 위치(P1)에 대응되는 좌표정보를 실시간으로 전송해줄 수 있다. 또는, 상기 단말에서 이동 로봇과 통신하여 직접 이동 로봇의 현재 위치(P1)를 파악하고 그에 대응되는 좌표정보를 산출하여, 맵(701)에 표시해줄 수도 있다.

사용자는 터치입력을 이용하여, 표시된 맵(701)에서 일 영역 또는 일 영역의 특정객체를 선택할 수 있다. 도 7a와 같이, 표시된 맵(701)에서 D 공간의 임의 위치(P2)에 터치입력이 가해지면, 단말의 제어부가 터치입력의 터치신호에 대응되는 좌표정보를 인식하여, 이동 로봇(100)으로 전송해준다.

그러면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(100)은 자신의 현재 위치(P1)로부터 맵(701)에서 선택된 D 공간으로 이동한다. 구체적으로, 이동 로봇(100)은 단말에서 선택된 일 영역의 특정지점 또는 특정객체를 향해 이동할 수 있다. 이때, 이동 로봇(100)이 선택된 D 공간으로 이동하는 동안 변화하는 위치들에 대응되는 좌표정보들이 단말로 전송될 수 있다. 그에 따라, 단말의 터치 스크린(251)에 디스플레이된 맵(701)에는 이동 로봇(100)의 변화하는 위치들이 시간 경과에 따라 순차적으로 표시될 수 있다.

비록 도시되지는 않았지만, 상기 선택된 D 공간으로 이동 로봇(100)의 이동이 완료되면, 이를 알려주는 알림 정보가 단말의 터치 스크린(251)에 출력될 수 있다. 그리고, 상기 D 공간의 이미지가 확대되어 터치 스크린(251) 전체에 표시될 수 있다. 이후, 사용자는 확대된 D 공간의 이미지를 이용하여 대상객체가 존재하는 상세 위치를 추가로 선택하는 것이 가능하다.

도 7c을 참조하면, 치수정보를 알고 싶은 대상객체로 D공간 내에 존재하는 특정 물체, 예를 들어 소파(sofa)(710)가 설정되었다고 가정하자. 이러한 경우, 이동 로봇(100)은, 대상객체, 즉 소파(sofa)에 인접하였다가('제1위치') 소파(sofa)와 정해진 이격거리(Dis)를 형성하도록('제2위치'), 소파(sofa)에서 멀어지는 방향으로 주행한다.

상기 정해진 이격거리(Dis)는 적어도 대상객체인 소파(sofa)(710)의 전체 형상이 이동 로봇의 카메라(131)의 화각범위 내에 들어오도록 설정된다. 따라서, 상기 정해진 이격거리는 D 공간의 크기 및 형상, 소파(sofa)의 크기 및 형상, 이동 로봇의 카메라(131)의 설치 위치 및 사양 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.

이때, 상기 정해진 이격거리(Dis)에 도달하였는지 여부는, 맵 상에서의 소파의 위치에 대응되는 대상객체의 좌표정보와 이동 로봇의 실시간 위치에 대응되는 이동로봇의 좌표정보를 근거로 파악될 수 있다. 또는, 상기 제1위치에 대응되는 이동로봇의 좌표정보와 상기 제2위치에 대응되는 이동로봇의 좌표정보를 근거로 파악될 수 있다.

구체적으로, 상기 이동 로봇(100)의 제어부는, 이동 로봇 본체가 자신의 현재 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 본체의 위치를 조정하고, 조정된 위치에서 상기 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있다.

이를 위해, 상기 제어부는, 상기 맵 상에서 상기 대상객체의 좌표정보와 상기 본체의 위치인식기능을 이용하여, 이동 로봇 본체와 상기 대상객체 간에 정해진 이격거리를 갖도록 본체를 이동시킨다. 그리고, 이동 로봇의 제어부는, 이동된 위치에서 상기 카메라(131)를 구동하여 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있다.

이동 로봇(100)이 대상객체인, 소파(sofa)와 정해진 이격거리를 형성하게 되면, 그 위치가 촬영위치로 결정된다.

이동 로봇(100)은 결정된 촬영위치에서 본체에 구비된 카메라(131)를 구동하여 소파(sofa)를 포함한 일 영역의 이미지를 촬영한다. 이때, 촬영되는 이미지는 하나 또는 복수일 수 있다.

복수의 이미지가 촬영되는 경우, 대상객체인 소파(sofa)가 화각범위에 포함되는 것을 조건으로, 촬영각도를 다양하게 가변시키면서 촬영이 수행될 수 있다. 이러한 경우, 대상객체에 대한 치수정보가 다르게 산출되면, 평균값으로 치수정보가 결정될 수 있다.

또 다른 예에서는, 복수의 이미지가 촬영되는 것으로 설정된 경우, 상기 제1위치에서 촬영된 제1이미지와 상기 제2위치에서 촬영된 제2이미지에 포함된 각 대상객체의 이미지의 픽셀 변화율과 이격거리(Dis)에 근거하여 대상객체에 대한 치수정보가 산출될 수 있다.

한편, 대상객체의 형상이 복잡하여 치수정보를 산출하기 위한 경계가 뚜렷하지 않은 경우에는 대상객체의 이미지에 치수정보의 기준점/기준선을 표시하여 치수정보와 함께 표시해줄 수 있다.

도 7d는 이동 로봇(100)에 의해 획득된 이미지와 획득된 이미지 내의 대상객체의 치수정보가 단말(200)로 전송되어, 터치 스크린(251)에 디스플레이된 것을 도시한 예이다.

도 7d에 도시된 바와 같이, 단말(200)의 터치 스크린(251)에는 이동 로봇(100)에 의해 획득된 공간 이미지(702)가 디스플레이된다. 디스플레이된 공간 이미지(702)에는 대상객체인 쇼파 이미지(710m)가 포함되며, 쇼파 이미지(710m)의 주변에는 이동 로봇(100)에 의해 산출된 쇼파에 대한 치수정보, 예를 들어, 가로길이(X)와 높이(H)가 오버레이되어 표시된다.

이때, 터치 스크린(251)의 일 영역, 예를 들어 공간 이미지(702)의 좌측영역에는 표시된 대상객체에 대한 편집, 상세정보, 설정과 관련된 제1메뉴영역(720)이 디스플레이될 수 있다. 또, 터치 스크린(251)의 다른 영역, 예를 들어 공간 이미지(702)의 우측영역에는 디스플레이된 공간 이미지에 대한 촬영 및 촬영 노출수치(EV 수치)를 조절하기 위한 제2메뉴영역(730)이 디스플레이될 수 있다.

이하, 도 8 이동 로봇이 상황정보에 따라 대상객체의 치수정보를 획득하기 위한 촬영위치를 변경하는 실시 예를 보여준다.

전술한 바와 같이, 이동 로봇(100)은 치수정보를 알고 싶은 대상객체와 소정의 이격거리(Dis)를 두고 떨어져서 촬영을 수행해야한다. 이와 같이 이동 로봇(100)이 촬영을 수행하는 지점을, '예상 촬영위치'로 정의할 수 있다.

한편, 장애물, 바닥상태, 가상 벽 등의 상황 조건에 따라, 이동 로봇(100)과 대상객체 간에 정해진 이격거리를 형성하지 못할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 이동 로봇(100)의 예상 촬영위치에 벽(wall)이 존재하는 경우, 상기 이동 로봇(100)은 예상 촬영위치로 이동할 수 없음을 알리는 무선신호를 단말로 전송할 수 있다. 단말은 상기 무선신호에 따라, 상기 이동 로봇(100)의 예상 촬영위치를 표시할 수 있으며, 상기 무선신호에 응답하여 촬영위치 변경신호를 이동 로봇(200)으로 전송할 수 있다.

그리고, 이동 로봇(100)의 제어부는 기 설정된 기준에 따라 본체를 주행하며 다음 후보 촬영위치를 탐색할 수 있다. 여기에서, 상기 기 설정된 기준은 장애물의 회피 경로를 생성하는 방법과 유사할 수 있다. 예를 들어, 상기 기 설정된 기준은 현재 위치에서 정해진 회전방향(예, 시계방향)으로 그리고 대상객체로부터 멀어지는 방향으로 다음 후보 촬영위치들을 순차적으로 탐색하기 것에 대응될 수 있다.

구체적으로, 상기 이동 로봇(100)의 제어부는, 센서(예, 장애물 센서, 클리프 센서 등)를 통해 이동 로봇 본체가 현재 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖는 촬영위치로 이동할 수 없는 것으로 감지되면, 기설정된 기준에 따라 상기 본체를 이동하며 촬영위치를 재탐색한다. 그리고, 재탐색된 촬영위치로부터 상기 대상객체 간의 변경된 거리정보를 적용하여, 대상객체에 대한 치수정보를 산출할 수 있다.

도 8에서, 대상객체인, 쇼파(710)로부터 정해진 이격거리(Dis)를 만족하는 예상 촬영위치(P1)로 이동할 수 없음이 감지된 것에 응답하여, 이동 로봇(100)이 쇼파(710)로부터 멀어지는 방향으로 헤드를 회전하여 이동한다. 이동한 위치에 대응되는 좌표정보는 단말(200)로 전송된다. 그리고, 단말(200)에서는 처음 예상 촬영위치(P1)에 대응되는 좌표정보와 이동 로봇(100)으로부터 전송된 이동한 좌표정보 비교하여, 현재 이동 로봇(100)의 위치가 쇼파(710)로부터 정해진 이격거리(Dis)를 만족하는지를 판단하고, 그 결과를 이동 로봇(100)으로 전송할 수 있다.

판단 결과, 상기 정해진 이격거리(Dis)를 만족하는 경우이면, 이동 로봇이 이동한 좌표정보를 새로운 촬영위치로 보고, 피사체(쇼파)를 촬영한다. 이를 위해, 이동 로봇(100)은 이동한 위치(P2)에서 주행정지한 다음, 헤드가 대상객체, 즉 쇼파(710)를 향하도록 회전시킬 수 있다. 이때, 이동 로봇(100)이 이동한 위치(P2)로부터 쇼파(710)까지의 이격거리(Dis')는 기존의 정해진 이격거리(Dis)와는 달라질 수 있다.

한편, 판단 결과, 상기 정해진 이격거리(Dis)를 만족하지 못하거나 위치 변경으로 인해 이격거리(Dis)의 증가가 요청되는 경우, 단말(200)에서 이동 로봇(100)으로 추가 주행명령이 전송될 수 있다.

또, 일 예에서, 맵을 통해 제공되는 공간의 좌표정보나 대상객체에 대한 위치정보가 불충분 한 경우, 복수의 촬영 이미지를 이용하여 원하는 대상객체에 대한 치수정보를 획득할 수 있다. 이때에는 이동 로봇이 이동한 위치들마다 촬영을 수행한 다음, 위치별로 획득된 이미지들의 픽셀정보를 비교하여, 대상객체에 대한 치수정보를 획득할 수 있다.

이를 위해, 이동 로봇(100)의 제어부는, 이동 로봇 본체의 제1위치에서 촬영한 제1이미지와, 이동 로봇 본체의 제2위치에서 촬영한 제2이미지를 순서대로 획득할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는, 획득된 제1 이미지와 제2이미지에 포함된 대상객체의 픽셀차이와 상기 제1 위치와 제2위치 각각으로부터 상기 대상객체 간의 거리차이에 근거하여, 대상객체에 대한 치수정보를 산출할 수 있다.

이상에서 살펴본 실시 예에 따르면, 자율주행을 수행하는 이동 로봇이 단말과 통신하여 맵 공간에서 사용자가 지정한 영역으로 이동한 다음, 대상객체로부터 일정속도로 주행한 위치에서 촬영을 수행하여 획득한 영상의 픽셀정보에 기초하여, 대상개개체에 대한 사이즈 정보를 쉽고 간편하게 획득할 수 있다. 또, 사용자 입장에서는 원격에서 단말을 이용하여 특정 공간이나 특정 대상객체를 선택하기만 하면, 이동 로봇이 촬영 대상과 촬영 위치를 스스로 결정하고 이를 위한 주행 후 촬영을 수행하여, 치수정보를 제공해주므로, 해당 기능의 사용성 향상에 크게 기여할 수 있다.

이하, 도 9a 내지 도 9c는 전술한 과정을 통해 이동 로봇에 의해 획득된 대상객체의 치수정보와 관련하여, 단말에서의 화면 제어 예시들을 보여주고 있다.

이동 로봇(100)에서 획득된 대상객체에 대한 치수정보와 촬영된 이미지가 단말(100)로 전송되면, 단말(200)에서는 이동 로봇에 의해 산출된 치수정보(이하, '제1치수정보')가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지가 디스플레이된다.

이와 같은 공간 이미지가 단말의 터치 스크린에 디스플레이된 상태에서, 공간 이미지상의 다른 객체에 터치입력이 가해지면, 상기 대상객체에 표시되었던 치수정보와 터치입력이 가해진 다른 객체의 픽셀정보를 기초로, 상기 다른 객체에 대한 치수정보(이하, '제2치수정보')가 산출될 수 있다. 이와 같이 산출된 제2치수정보는 제1치수정보와 함께 표시되거나 또는 상기 제1치수정보를 대체하여 표시될 수 있다.

도 9a를 참조하면, 단말의 터치 스크린(251)에 디스플레이된 공간 이미지(901)에서 대상객체인 쇼파 이미지(910)에 대한 치수정보, 즉 너비, 높이, 폭을 나타내는 a, b, c 값이 제1치수정보로 디스플레이된 상태에서, 다른 객체 이미지(920)에 터치입력이 가해지면, 상기 제1치수정보를 기초로 산출된 다른 객체 이미지(920)에 대한 치수정보, 즉 aa, bb, cc 값이 제2치수정보로 표시될 수 있다. 이때, 선택된 다른 객체 이미지(920)에는 선택되었음을 나타내는 시각적 표시, 예를 들어 경계선 이미지가 표시될 수 있다.

계속해서, 도 9b를 참조하면, 제2치수정보가 표시된 다른 객체 이미지(920)에 기 설정된 터치 제스처, 예를 들어 핀치-아웃 제스처가 가해진 경우, 선택된 다른 객체 이미지(920)가 확대되면서, 주변의 다른 대상물에 대한 치수정보(예, dd)가 산출되어 추가로 표시될 수 있다.

또는, 다른 예로 도 9c를 참조하면, 디스플레이된 공간 이미지(901)에서, 제1치수정보가 표시된 대상객체 이미지(910)상의 특정 치수표시이미지(예, 화살표이미지)에 기 설정된 터치 제스처, 예를 들어 일 방향으로 드래그되는 터치제스처가 가해지면, 해당 치수표시이미지가 드래그된 방향을 따라 길이 가변되면서, 제1치수정보가 가변된 길이만큼 변경적용될 수 있다. 그에 따라, 기존에 너비가 a값에서 d값으로 변경되어 표시될 수 있다.

또, 비록 도시되지는 않았지만 드래그된 방향을 따라 제1치수정보를 나타내는 치수표시이미지 외에 해당 대상객체의 이미지도 가변될 수 있을 것이다.

이와 같은 실시 예에 따르면, 사이즈가 다른 새로운 객체를 배치하려는 경우, 공간 이미지상에서 간단한 인테리어 시뮬레이션을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇 및 그것의 제어방법에 의하면, 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇 및 그것의 제어방법에 의하면, 단말과 통신하여 맵 공간에서 사용자가 지정한 영역으로 스스로 이동한 다음, 대상객체로부터 일정속도로 주행한 위치에서 촬영을 수행하여 획득된 영상의 픽셀정보에 기초하여 대상객체에 대한 사이즈 정보를 쉽고 간편하게 획득할 수 있다. 사용자는, 단말을 이용하여 특정 영역 및/또는 대상객체를 선택하기만 하면, 이동 로봇이 촬영 대상 및 촬영 위치를 스스로 결정하고 이를 위한 주행제어 후 촬영을 수행하므로, 해당 기능의 사용성 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한, 사용자는 단말을 통해서, 원격에서도 집안 내부 공간의 특정 대상객체나 대상영역의 사이즈 정보를 빠르게 획득할 수 있고, 공간 인테리어 시뮬레이션으로 확장 적용이 가능하게 된다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부(1800)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

1. 카메라를 구비한 본체;
   일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 통신부;
   상기 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 본체를 상기 일 영역으로 이동시키는 주행부; 및
   상기 본체의 위치인식기능을 이용하여 상기 맵 상에서 본체의 위치를 인식하고, 인식된 위치에서 상기 카메라를 구동하여 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 상기 인식된 위치 및 상기 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 상기 일 영역 내 대상객체에 대한 치수정보를 산출하고, 산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 대상객체에 대한 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보가 전송되면, 상기 단말에서 상기 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 본체가 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 본체의 위치를 조정하고, 조정된 위치에서 상기 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
4. 제1항에 있어서,
   상기 대상객체를 포함한 상기 일 영역에 대한 이미지의 획득시, 상기 본체의 촬영위치가 상기 맵 상에 표시되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 맵 상에서 상기 대상객체의 좌표정보와 상기 본체의 위치인식기능을 이용하여, 상기 본체와 상기 대상객체 간에 정해진 이격거리를 갖도록 본체를 이동시키고, 이동된 위치에서 상기 카메라를 구동하여 상기 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 본체가 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖는 촬영위치로 이동할 수 없는 것으로 감지되면, 기설정된 기준에 따라 상기 본체를 이동하며 촬영위치를 재탐색하고,
   상기 재탐색된 촬영위치와 상기 대상객체 간의 변경된 거리정보를 상기 치수정보의 산출에 적용시키는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   본체의 제1위치에서 촬영한 제1이미지와 본체의 제2위치에서 촬영한 제2이미지를 순서대로 획득하고, 획득된 제1 및 제2이미지에 포함된 대상객체의 픽셀차이와 상기 제1 및 제2위치별 상기 대상객체 간의 거리정보의 차이에 근거하여 상기 대상객체에 대한 치수정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
8. 제1항에 있어서,
   상기 단말에, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지가 디스플레이된 상태에서, 상기 공간 이미지상의 다른 객체에 터치입력이 가해지면, 상기 대상객체에 표시되었던 치수정보와 상기 다른 객체의 픽셀정보를 기초로 산출된 상기 다른 객체에 대한 치수정보가 표시되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
9. 이동 로봇이, 일 공간에 대한 맵이 표시된 단말과 통신하는 단계;
   단말에 표시된 맵에서 일 영역이 선택된 것에 응답하여, 이동 로봇이 상기 일 영역으로 이동하는 단계;
   이동 로봇의 위치인식기능을 이용하여, 상기 맵 상에서 이동 로봇의 위치를 인식하고, 인식된 위치에서 이동 로봇의 카메라를 구동하여 상기 일 영역에 대한 이미지를 획득하는 단계;
   상기 획득된 이미지에 포함된 대상객체의 픽셀정보와 상기 인식된 위치 및 상기 대상객체 간의 거리정보에 근거하여, 상기 대상객체에 대한 치수정보를 산출하는 단계; 및
   산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보를 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 객체 치수정보 획득 방법.
10. 제9항에 있어서,
    산출된 치수정보와 상기 획득된 이미지에 대응되는 정보가 상기 단말로 전송되면, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지를 단말의 터치스크린에 디스플레이단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 객체 치수정보 획득 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 이미지를 획득하는 단계는,
    이동 로봇이 상기 인식된 위치에서 상기 대상객체와 정해진 이격거리를 갖도록 이동 로봇의 위치를 이동하고, 이동된 위치를 촬영위치로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 객체 치수정보 획득 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 단말에, 상기 산출된 치수정보가 표시된 대상객체가 포함된 공간 이미지가 디스플레이된 상태에서, 상기 공간 이미지의 다른 객체에 터치입력이 가해지는 것을 감지하는 단계; 및
    상기 감지에 응답하여, 상기 대상객체에 표시된 치수정보와 상기 다른 객체의 픽셀정보를 기초로 산출된 상기 다른 객체에 대한 치수정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 객체 치수정보 획득 방법.

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